电子基础：常用的变频器种类有哪些--工控专家

电子基础：常用的变频器种类有哪些--工控专家

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变频器是实现电机控制的常用的工业设备，主要是通过改变电机的电源输出的大小和频率，一般都是用来实现交流电机的电力控制。利用变频器，可以实现被控制的交流电机变频调速、功率因素、过电流过电压保护、过载保护等，从而更好的控制整个电机的运作和运行，提供电能的利用率和整个系统的工作效率。

但是常用的变频器种类有哪些（什么是变频器）?它们的原理和可以实现的功能有那些?这些问题都是变频器的基础知识，对于自动控制方向的电子工程师，是需要了解和掌握的技术之一，下面我们来全面的解析关于它的种类和原理、功能这方面。

常用的变频器种类有哪些、原理和功能简介

(1) 按直流电源性质分类

A、电压型--储能元件为电容器，被控量为电压也就是相当于提供的是电压源，它动态响应较慢，制动时需在电源侧设置反并联逆变器才能实现能量回馈，可适应多电机拖动。 其逆变输出的交流电压为矩形波或阶梯波，而电流的波形经过电动机负载滤波后接近于正弦波，但有较大的谐波分量。由于它是作为电压源向交流电动机提供交流电功率，所以主要优点是运行几乎不受负载的功率因素或换流的影响;缺点是当负载出现短路或在变频器运行状态下投入负载，都易出现过电流，必须在极短的时间内施加保护措施。

B、电流型--储能元件为电抗器，直流内阻较大相当于提供的是电流源，动态响应快，可直接实现回馈制动，感应电动机电流型变频调速系统可以频繁、快速的实现四象限运行，

更适宜一台逆变器对一台电机供电的单机运行方式。

其优点是具有四象限运行能力，能很方便地实现电机的制动功能。缺点是需要对逆变桥进行强迫换流，装置结构复杂，调整较为困难。另外，由于电网侧采用可控硅移相整流，故输入电流谐波较大，容量大时对电网会有一定的影响。

电子基础：常用的变频器种类有哪些--工控专家

(2) 按照工作原理分类

A、V/f控制--- V/f控制变频器就是保证输出电压跟频率成正比的控制这样可以使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生，多用于风机、泵类节能，用压控振荡器实现。

异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，电压一定降低频率，磁通变大，磁回路趋向饱和，严重时将烧毁电机。当频率与电压要成比例地改变，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。

B、 转差频率控制---转差调速即改变异步电动机的滑差来调速，滑差越大速度越慢，绕膝是电机转子串电阻，转差频率控制技术的采用，使变频调速系统在一定程度上改善了系统的静态和动态性能，同时它又比矢量控制方法简便，具有结构简单、容易实现、控制精度高等特点，广泛应用于异步电机的矢量控制调速系统中。

不需要进行复杂的磁通检测和繁琐的坐标变换，只要在转子磁链大小不变的前提下，通过检测定子电流和转子角速度，经过数学模型的运算就可以间接的磁场定向控制。要提高调速系统的动态性能，主要依靠控制转速的变化率，显然，通过控制转差角频率就能达到控制的目的。

C、 矢量控制--根据直流电动机调速控制的特点，将异步电动机定子绕组电流按矢量变换的方法分解并形成类似于直流电动机的磁场电流分量和转矩电流分量，只要控制异步电动机定子绕组电流的大小和相位，就可以控制励磁电流和转矩电流，这样控制交流异步电动机得转速就像控制直流电动机一样，得到良好的调速控制效果。

它的主要特点是低频转矩大、动态响应快、控制灵活，一般是应用在恶略的工作环境、要求高速响应和高精度的电力拖动的系统等。

(3) 按照开关方式分类

A、PAM控制--脉冲幅度调制，即按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式，用这些原理实现变频功能的设备。

B、 PWM控制--脉冲宽度调制，即按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式，用这种原理来实现变频功能的设备。

C、 SPWM控制--在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。它广泛的用于支流交流逆变器，三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。

D、SVPWM控制--空间矢量脉宽调制，它是一种PWM技术的调制方法，他的思想是通过pwm调制形成的pwm波在接入电机三相定子绕组中时，使电机的定子产生圆形旋转磁场，从而带动电机旋转，这里的空间矢量指的是三相定子电压的合成矢量，它是一种逆变方法是正弦脉宽调制(SPWM)的一个特例。

(4) 按变换的环节分类

A、交-直-交变频器--由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成，工作原理是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用变频器，它在工业自动化领域的变频器和IT、供电领域的不间断电源都有应用。

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